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OPTOACOPLADORES

IntroduccinCuando se Combina una fuente ptica (generalmente un Led) con algn tipo de detector ptico (generalmente un semiconductor de si) en un solo encapsulado, el dispositivo resultante se llama optoacoplador u optointerruptor.Esta estructura produce un elemento que permite el acoplamiento de seales dos tipos de circuitos electrnicos independientes y totalmente aislados entre si, segn el encapsulado de estos dispositivos pueden tener un aislamiento hasta de 3500 V.

Tipos de opto-acopladores.* Encapsulado tpico con vas de transmisin luminosa.

* Encapsulado tpico Con vas de transmisin reflejada (sensor de objetos).

* Encapsulado tpico con camino de aire para la transmisin de la luz (interruptor ptico de lmite rasurado).

El acoplador ptico es un dispositivo que ofrece a los diseadores electrnicos una mayor libertad para disear circuitos y sistemas. La operacin esta basado en la deteccin de luz emitida. La entrada del acoplador esta conectada a un emisor de luz y la salida es un fotodetector. Los dos elementos estn separados por un aislante transparente y dentro de un empaque que lo asla de la luz exterior (fig. 7). Hay muchos tipos de acopladores pticos, todos ellos tienen una fuente de luz infrarroja (LED), pero el detector puede ser: fotodiodo, fototransistor, LASCR, etc.

Diferentes tipos de Optoacopladores

Optoacopladores fabricados por Motorola

RELEVADORES ELECTROMECANICOSDebido a las necesidades de aislamiento se han diseado diferentes tcnicas para aislar elctricamente un circuito de otro, pero permitiendo pero permitiendo que el primer circuito controle al segundo.Un mtodo simple de proveer aislamiento elctrico entre dos circuitos, es el de utilizar un relevador entre ellos.

RELEVADORES SEMICONDUCTORES O DE ESTADO SLIDO.Se refiere a dispositivos tipo relevador, que funcionan como un relevador normal, llamados dispositivos SSR.Un SSR es un dispositivo semiconductor que puede ser usado como un relevador mecnico, para energizar una carga.Los SSR son puramente electrnicos, compuestos por un circuito controlador de baja corriente por el lado de la entrada y por el lado de la carga un circuito de alta corriente. Presentan una aislacin elctrica de varios miles de volts, entre el lado del control y el lado del circuito de carga.

Dispositivo SSR con Triac

Dispositivo SSR con Mosfet

Ventajas No tiene partes mecnicas fijas ni mviles.No existen perturbaciones indeseables, ni chispeo entre contactos.No tiene bobina por lo que la corriente del circuito de entrada es pequea.No existe campo magntico que pueda daar elementos del circuito de entrada.Tiene alta velocidad de conmutacin.Tiene larga vida til alta funcionalidad.Tiene un alto nivel de aislacin entre circuitos de entrada-salida.Acepta entradas de voltaje a nivel TTL, CMOS y valores normalizados de 12 y 24 V.Trabajan con CA o CD a la salida.

Desventajas Son ms caros que los relevadores electromagnticos.Restringe la salida a un solo switcheo de conmutacin.Presenta capacitancias de salida altas y sobre voltajes.Ms sensibles en transiciones de alta potencia.Se calientan mucho cuando manejan alta corriente.

PHOTOMOS RELAYsLas desventajas de un SSR son evitadas por los relevadores fotoelctricos, conocidos como: PHOTOMOS RELAYs

Funcionamiento y descripcin El PHOTOMOS RELAYs tiene uno o varios LEDs de entrada por donde circula una corriente, esta irradia luz, esta luz producida por LED emisor incide en un arreglo de celdas solare lo que generan un voltaje en respuesta a l luz incidente, mediante el voltaje y corriente generados por las celdas solares se activa la compuerta de un mosfet al alcanzar un cierto nivel de voltaje, llevando al mosfet al estado conduccin, activando y conmutando el circuito de carga mediante el estado de los dos mosfet de salida. El PHOTOMOS RELAYs utiliza el mosfet como elemento de switcheo, eliminando es esta manera muchos de los problemas que se presentan con los reles electromecnicos y SSR.El voltaje de compuerta producido por las celdas solares es completamente independiente del voltaje de carga del circuito que conmuta.

Ventajas Puede controlar tanto cargas en CD como en CA.Trabajara en microvoltios o en cientos de voltios.Ofrece un alto nivel de aislamiento (aislacin) hasta de 5000 voltios en CA.Elimina la necesidad de fuentes de poder para polarizar los mosfet de manera exclusiva.El numero de contactos de salida pueden variar de dos hasta n contactos con terminales N.O. y N.C.Esta comenzando a remplazar a los reles electromecnicos y SSR debido a sus excelentes caractersticas y gran diversidad de modelos.conmutacin de alta velocidad es inmune a vibraciones por lo que son mas confiables.

APLICACIONESLos modos bsicos de operacin de los optoacopladores son: por pulsos y lineal, en pulsos el LED s switchea on-off (fig. 17). En el modo lineal, la entrada es polarizada por una fuente de directa, y la entrada se monta a esta seal (fig. 18).

Fig. 17. Operacin por pulsos. Figura 18. Operacin lineal.

APLICACIONESLa fig. 20 muestra un circuito para manejar un SCR con carga inductiva por medio de un opto con salida a transistor, el SCR es un dispositivo de gate sensible el cual se dispara con una corriente de 1mA. La fig. 21 muestra un circuito que permite acoplar una carga de alto voltaje con circuitos digitales.

Fig. 20. Manejando un SCR. Fig. 21. Acoplamiento potencia lgica.

Circuito de control trifsico

APLICACIONES

APLICACIONESFormas de onda del circuito anterior